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电势差

知识点详情

电势差知识点包括电势差知识点梳理、电势差与静电力做功的关系、对电势差的理解、静电力做功的求解方法及注意点等部分,有关电势差的详情如下:

电势差知识点梳理

1.定义

电场中两点间电势的__差值__,也叫__电压__。

2.关系式

设电场中A点的电势为φAB点的电势为φB,则:AB两点之间的电势差为:UAB=__φAφB__。

BA两点之间的电势差可以表示为:UBA=__φBφA__。

所以UAB=____UBA

3.电势差的正负

电势差是__标量__,但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用__代数法__相加。

电势差与静电力做功的关系

1.关系

WABqUABUAB

2.推导

WAB=__EpAEpB__=AB=__q(φAφB)__,即WABqUAB

对电势差的理解

1.关于电势差的四点说明

(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值。

(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。AB间的电势差记为UABBA间的电势差记为UBA

(3)电势差为标量,有正、负之分,电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低。

(4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。

2.电势差与电势的比较

 

电势φ

电势差U

定义

电势能与电量比值:

电场力做功与电量比值:

决定因素

由电场和在电场中的位置决定

由电场和场内两点位置决定

相对性

有,与零势能点选取有关

无,与零势能点选取无关

数值关系

UABφAφB,当φB=0时,UABφA

单位

相同,均是伏特(V),常用还有kV,mV等

标矢性

都是标量,但均具有正负

物理意义

均是描述电场能的性质的物理量

静电力做功的求解方法及注意点

1.静电力做功的多种求解方法

四种求法

表达式

注意问题

功的定义

WFdqEd

(1)适用于匀强电场

(2)d表示沿电场线方向的距离

功能关系

WABEpAEpB=-ΔEp

(1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场

(2)既适用于只受电场力的情况,也适用于受多种力的情况

电势差法

WABqUAB

动能定理

W静电力W其他力=ΔEk

2.应用公式WABqUAB时的两点注意

(1)公式WABqUAB适用于任何电场,其中UAB为电场中AB两点间的电势差,WAB仅是静电力做的功,不包括从AB移动电荷时,其他力所做的功。

(2)WABUABq均可正可负,WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功,UAB取负号表示φA<φBq取负号表示试探电荷为负电荷。

典型例题
【第1题】  

在电场中把一个电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点,克服电场力做功3×10-5 J,再将电荷从B点移到C点,电场力做功1.2×10-5 J,求ABBCAC间的电势差。

【第2题】  

一个电荷量为10-6C的负电荷从电场中A点移到B点电场力要做功2×10-6 J,从C点移到D点要克服电场力做功7×10-6 J,若已知C点比B点电势高3 V,且ABCD四点在同一条电场线上,则下列图中正确的是(  )

【第3题】  

(案例分析)如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某圆交于BC两点,质量为m、带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知qQABh,小球滑到B点时的速度大小为。求:

(1)小球由A点滑到B点的过程中电场力做的功;

(2)AC两点的电势差。

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